过程装备控制技术及应用期末部分试题及答案.doc

过程装备控制技术及应用 期末部分试题及答案 1.何为调节器参数的工程整定法，并简述临界比例度法进行参数整定的过程。 所谓的工程整定法，就是避开被控对象的特性和数学描述，在被控对象运行时，直接在控制系统中，通过改变调节器参数，观察被控变量的过渡过程，来获取调节器参数的最佳数值。临界比例度法整定参数的步骤是：首先将调节器的积分、微分作用全部去除，在纯比例作用调节比例度，直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程，此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期，最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比，且有合适的超调量为目标的。2.本质安全防爆型系统是由哪些要素构成的？需要采取哪些措施才能保证整个系统达到防爆要求？ 答：本质安全防爆型系统是由安装载危险场所中的本质安全电路及安装载非危险场所中的非本质安全电路和防爆安全栅组成。采取措施以达到防爆要求的方法有： 本质安全防爆仪表采用低的工作电压和小的工作电流。 用防爆安全栅将危险场所和非危险场所的电路隔开。 在现场仪表导控制室仪表之间的连接导线不得形成过大的分布电感和电容。 3.衰减振荡过程的品质指标有哪些?各自的含义是什么? 答：衰减振荡过程的品质指标主要有:最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。其各自的含义是: 最大偏差：是指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大数值。 衰减比：是指过渡过程曲线上同方向第一个波的峰值与第二个波的峰值之比。 余差：是指过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与设定值之间的差值。 过渡时间：是指控制系统受到扰动作用后，被控变量从原稳定状态回复到新的平衡状态所经历的最短时间。 振荡周期(或频率)：是指过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间，其倒数为振荡频率。 4.如图所示为聚合釜温度控制系统，冷却水通入夹套内，以移走聚合反应所产生的热量。试问： （1）这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图。 （2）如果聚合温度不允许过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开、气关形式。 （3）确定主、副控制器的正、反作用。 （4）简述当冷却水压力变化时的控制过程。 （5）如果冷却水的温度是经常波动的，上述系统应如何改进？ （6）如果选择夹套内的温度作为副变量构成串级控制系统，试画出它的方块图，并确定主、副控制器的正、反方向。 答：(1)是以聚合温度为主变量，冷却水流量为副变量的串级控制系统，方块图 2）如果聚合温度不允许过高，否则易发生事故，控制阀为气关型 （3）副控制器按单回路方法确定为：FC为正作用；主控制器TC的作用方向的确定：由于副变量F增加时，要求冷却水控制阀关小，而主变量T1升高时，又要求冷却水控制阀开大，即主、副变量同方向变化时，要求操纵变量的变化方向是相反的，所以主控制器应为“正”作用方向。 （4）简述当冷却水压力变化时的控制过程。 如主要干扰是冷却水压力波动，整个串级控制系统的工作过程是这样的：设冷却水压力增加，则冷却水流量增加，FC的输出u2增加，控制阀将关小，即操纵变量冷却水的流量减小，副回路的调节作用，克服了冷却水压力的增加对流量的影响，从而减少对主变量温度的影响。 5）如果冷却水的温度是经常波动的，上述系统应如何改进？ 应采用以聚合温度为主变量，夹套温度为副变量的串级控制系统。 （6）如果选择夹套内的温度作为副变量构成串级控制系统，试画出它的方块图，并确定主、副控制器的正、反方向。副控制器按单回路方法确定为： “反”作用方向主控制器正、反确定原则：主、副变量同方向变化，都要求操纵变量冷却水的流量同方向变化，所以主控制器为“反”作用方向。